CN107100484A - 纯电动客车双扇内摆门双电机驱动装置 - Google Patents

纯电动客车双扇内摆门双电机驱动装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了纯电动客车双扇内摆门双电机驱动装置，包括左右门扇和车门摆动、车门传动、应急开门机构；车门摆动机构与公知装置相似；车门传动机构包括二台电机、双面同步带、单面同步带、大带轮、导向轮和张紧弹簧、门轴惰轮组；上电机通过双面同步带驱动左门轴和右门轴旋转，下电机通过单面同步带牵引左右门扇摆动；双面同步带呈水平“8”字形交叉布置，交叉处一根同步带穿过另一根同步带；各门扇上有滑块连接板，还有卡扣将单面同步带与滑块连接板固连，张紧弹簧用于软调节同步带工作时的张紧力。应急开门时扳动手闸，即可人工扳开左右门扇。本装置避免了传统的开关门时压力角劣化问题，所需的电机功率小，操作简单省力，实用性强。

Description

纯电动客车双扇内摆门双电机驱动装置
技术领域
本发明涉及纯电动客车双扇内摆门双电机驱动装置，具体涉及应用于纯电动客车双扇内摆门的开关门双电机驱动装置，属汽车行业技术领域。
背景技术
公共汽车是一种最方便适用的公众出行交通工具，随着环保意识增强，一种新能源纯电动公汽越来越普遍的应用于城市交通中。现有公汽的双扇内摆门的开关动力操纵机构主要有：气动内摆门及电动内摆门两种；气动内摆门是通过有杆气缸驱动门轴，门轴带动门板在车身门洞内摆动，该种驱动方式需要清洁干燥的压缩空气源。然而，新能源纯电动公汽为节能降噪需要，车上普遍不设空压机及气动组件，因此气动内摆门不适用于纯电动公汽。现有的电动内摆门装置，是采用电机、减速机等装置，代替普通有杆气缸驱动门轴，带动门板在车身门洞内摆动。电动内摆门装置主要有两种结构：其一是车门两侧各安装一套电机及减速装置； 其二是车门两侧共用一套电机及减速装置，无论是单电机或双电机结构电动内摆门，均需较多齿轮、减速机等零件，结构复杂，生产成本高，使用过程中，车门上方还会滴下油污，另一方面，有些电动内摆门没有设置安全解锁装置，不利于安全使用。
如附图1所示，现有的气动内摆门或电动内摆门，均是推杆只能提供一个沿自身轴向的推力，开门时，推杆所输出的推力与门运动的速度方向的夹角（即压力角）较大，在开门的瞬间更是接近90°，内摆门推开需要推杆具有较大的推力，而推杆的推力中只有一小部分有效分力用于开门，其余均是无效分力，同时，推力中无效分力较大部分作用在了门轴上，使得轴承上产生了正压力及摩擦力，造成门轴上零件的容易磨损；另一方面，在开门过程中，随着门的摆动，推力与门运动速度方向之间的压力角逐渐减小，但推力一直保持不变，在开门运动的后半行程里，因推杆的推力过大而导致门板与门框发生碰撞，产生噪音、并影响车门的使用寿命；关门过程中，内摆门也存在压力角劣化现象，且在进行关门瞬间，门和滑块、滑道之间的压力角也接近90°，需较大拉力才能拉动滑块向中间闭合。
发明内容
本发明目的是针对背景技术存在问题，设计一种纯电动客车双扇内摆门双电机驱动装置，是通过双电机输出两种不同的转速，分别驱动门轴及滑块二个从动件而实现开关门动作，结构简单；同步带与从动件的运动方向一致，避免了开关门过程中存在的压力角劣化的问题，降低了对电机功率的要求，节省了成本，提高了安全性。此外，同步带传递转动的同时还作为电动双扇内摆门装置的锁定机构，应急开门机构通过拉动导向轮与同步带脱离，以实现紧急状态下的手动开关门，操作简单省力，实用性强。
本发明的技术方案是：纯电动客车双扇内摆门双电机驱动装置，所述双电机驱动装置设置在双扇内摆门的上部；包括：左门扇（1）、右门扇（2）、车门摆动机构和车门传动机构；所述车门摆动机构包括：左门轴、右门轴、四个转臂（4）、二个滚轮支架（5）、一根滑道（6），所述滑道（6）位于左门扇（1）和/或右门扇（2）的上部，滑道（6）呈倒U字形；所述左门轴位于左门扇（1）的左侧，所述右门轴位于右门扇（2）的右侧，所述转臂（4）分别对称的固连在左门轴和右门轴的上下两端，转臂（4）的前端通过销轴分别铰接在左和/或右门扇的上下两边；所述滚轮支架（5）分别固连在左门扇（1）和右门扇（2）的上沿，滚轮支架（5）上设置有滑块连接板（16），所述滑块连接板（16）上设置有导向滑块，所述导向滑块定位于呈倒U字形的滑道（6）内；当左和/或右门轴旋转时，与之对应的左和/或右门扇分别以各转臂（4）前端的销轴为圆心，以所述滑道（6）为导向装置同步的摆动并旋转；其特征在于：
所述车门传动机构包括：上电机（7）、下电机（8）、双面同步带（11）、单面同步带（15）、二个大带轮（12）、上导向轮（10）和上张紧弹簧（19）、下导向轮（14）和下张紧弹簧（19.1）、二个门轴惰轮组（17）；所述上电机（7）用于驱动左门轴和右门轴同步且相向旋转，上电机（7）输出轴上固连有上输出轮（9），所述下电机（8）用于牵引左门扇（1）和右门扇（2）同步且相向摆动，下电机（8）输出轴上固连有下输出轮（13）；
所述二个大带轮（12）分别固连在左门轴和右门轴的最上端；
所述双面同步带（11）依次分别包覆在：上输出轮（9）、上导向轮（10）和二个大带轮（12）上，双面同步带（11）呈水平“8”字形交叉布置；
所述二个门轴惰轮组（17）也是分别固连在左门轴和右门轴的上端，且轴惰轮组（17）位于大带轮（12）之下；
所述单面同步带（15）依次分别包覆在：下输出轮（13）、下导向轮（14）和二个门轴惰轮组（17）上；所述滑块连接板（16）上设置有卡扣，所述卡扣用于将单面同步带（15）与滑块连接板（16）固连；
所述上张紧弹簧（19）一端与客车车体固连，上张紧弹簧（19）的另一端与上导向轮（10）的轮轴连接，所述下张紧弹簧（19.1）一端也是与客车车体固连，下张紧弹簧（19.1）的另一端与下导向轮（14）的轮轴连接，上张紧弹簧（19）用于软调节双面同步带（11）工作时的张紧力，下张紧弹簧（19.1）用于软调节单面同步带（15）工作时的张紧力。
如上所述纯电动客车双扇内摆门双电机驱动装置，其特征在于：所述双面同步带（11）在“8”字形交叉处的结构是：其中一根同步带被另一根同步带穿过，所述被穿过处同步带呈断开状，且断开处同步带的两端各固连有压紧板（21），两块压紧板（21）之间通过拉紧钢丝（22）连接并绷紧。其有益效果是：压紧板与拉紧钢丝相配合，可避免双面同步带在运动过程中产生干涉。
如上所述纯电动客车双扇内摆门双电机驱动装置，其特征在于：所述车门摆动机构中，还包括应急开门机构，所述应急开门机构包括：手闸（20）、上拉索（18）和下拉索（18.1）；所述手闸（20）固连在客车车体上，手闸（20）内部设置有铰轮；所述上拉索（18）的一端连接在上导向轮（10）的轮轴上，上拉索（18）的另一端与手闸（20）内铰轮连接，所述下拉索（18.1）的一端连接在下导向轮（14）的轮轴上，下拉索（18.1）的另一端也是与手闸（20）内铰轮连接；扳动手闸（20）时，所述上导向轮（10）即脱离对双面同步带（11）的绷紧，同时，下导向轮（14）脱离对单面同步带（15）的绷紧。其有益效果是：由于上和/或下导向轮的轮轴同时受到各自的张紧弹簧与拉索的牵扯作用，正常状态下能有效的绷紧相应的同步带，应急情况下，扳动手闸，导向轮摆动一个位置，相应的同步带即处于松驰状态，此时人工手动即可扳开左右门扇。
如上所述纯电动客车双扇内摆门双电机驱动装置，其特征在于：所述上张紧弹簧（19）和下张紧弹簧（19.1）均是拉力弹簧，上张紧弹簧（19）和/或下张紧弹簧（19.1）与客车车体连接的一端，均设置有弹簧张力手动调节装置。
本发明有益效果是：
1、本发明纯电动客车双扇内摆门双电机驱动装置，通过两个电机输出两种不同的转速，分别驱动门轴及滑块这两个从动件运动，实现开关门功能；同步带与从动件的运动方向一致，避免了开关门过程中存在的压力角劣化的问题，降低了对电机功率的要求。
2、本发明技术方案结构简单，总体体积小，节省了制造成本，提高了安全性，同步带以大小相同、方向相反的运动速度驱动两个从动件，稳定性强。
3、应急开门机构通过张紧弹簧与拉索的牵扯作用使相应的同步带处于松驰状态，来实现紧急状态下的手动开关门控制，操作简单省力，实用性较强。
附图说明
图1是现有的内摆门的局部结构示意图；
图2是本发明实施例“纯电动客车双扇内摆门双电机驱动装置”总体结构示意图；
图3是本发明实施例沿一个角度观察局部示意图；
图4是应急开门机构立面示意图；
图5是图4轴侧示意图；
图6是本发明实施例“纯电动客车双扇内摆门双电机驱动装置”动作时流程图。
附图中的标记说明：
图2至图5中，1—左扇门，2—右扇门，3—门轴，4—转臂，5—滚轮支架，6—滑道，7—上电机，8—下电机，9—上输出轮，10—上导向轮，11—双面同步带，12—大带轮，13—下输出轮，14—下导向轮，15—单面同步带，16—滑块连接板，17—门轴惰轮组，18—上拉索，18.1—下拉索，19—上张紧弹簧，19.1—下张紧弹簧，20—手闸，21—压紧板，22—拉紧钢丝。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例作进一步说明，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内，本技术方案中未详细述及的，均为公知技术。
参见图2～图5，本发明是一种纯电动客车双扇内摆门双电机驱动装置，所述双电机驱动装置设置在双扇内摆门的上部；包括：左门扇1、右门扇2、车门摆动机构和车门传动机构；所述车门摆动机构包括：左门轴、右门轴、四个转臂4、二个滚轮支架5、一根滑道6，所述滑道6位于左门扇1和/或右门扇2的上部，滑道6呈倒U字形；所述左门轴位于左门扇1的左侧，所述右门轴位于右门扇2的右侧，所述转臂4分别对称的固连在左门轴和右门轴的上下两端，转臂4的前端通过销轴分别铰接在左和/或右门扇的上下两边；所述滚轮支架5分别固连在左门扇1和右门扇2的上沿，滚轮支架5上设置有滑块连接板16，所述滑块连接板16上设置有导向滑块，所述导向滑块定位于呈倒U字形的滑道6内；当左和/或右门轴旋转时，与之对应的左和/或右门扇分别以各转臂4前端的销轴为圆心，以所述滑道6为导向装置同步的摆动并旋转。
所述车门传动机构包括：上电机7、下电机8、双面同步带11、单面同步带15、二个大带轮12、上导向轮10和上张紧弹簧19、下导向轮14和下张紧弹簧19.1、二个门轴惰轮组17；所述上电机7用于驱动左门轴和右门轴同步且相向旋转，上电机7输出轴上固连有上输出轮9，所述下电机8用于牵引左门扇1和右门扇2同步且相向摆动，下电机8输出轴上固连有下输出轮13；
所述二个大带轮12分别固连在左门轴和右门轴的最上端；
所述双面同步带11依次分别包覆在：上输出轮9、上导向轮10和二个大带轮12上，双面同步带11呈水平“8”字形交叉布置；
所述二个门轴惰轮组17也是分别固连在左门轴和右门轴的上端，且轴惰轮组17位于大带轮12之下；
所述单面同步带15依次分别包覆在：下输出轮13、下导向轮14和二个门轴惰轮组17上；所述滑块连接板16上设置有卡扣，所述卡扣用于将单面同步带15与滑块连接板16固连；
所述上张紧弹簧19一端与客车车体固连，上张紧弹簧19的另一端与上导向轮10的轮轴连接，所述下张紧弹簧19.1一端也是与客车车体固连，下张紧弹簧19.1的另一端与下导向轮14的轮轴连接，上张紧弹簧19用于软调节双面同步带11工作时的张紧力，下张紧弹簧19.1用于软调节单面同步带15工作时的张紧力。本发明实施例中，所述上张紧弹簧19和下张紧弹簧19.1均是拉力弹簧，上张紧弹簧19和/或下张紧弹簧19.1与客车车体连接的一端，均设置有弹簧张力手动调节装置。
所述双面同步带11在“8”字形交叉处的结构是：其中一根同步带被另一根同步带穿过，所述被穿过处同步带呈断开状，且断开处同步带的两端各固连有压紧板21，两块压紧板21之间通过拉紧钢丝22连接并绷紧。由于压紧板与拉紧钢丝相配合，可避免双面同步带在运动过程中产生干涉。
所述车门摆动机构中，还包括应急开门机构，所述应急开门机构包括：手闸20、上拉索18和下拉索18.1；所述手闸20固连在客车车体上，手闸20内部设置有铰轮；所述上拉索18的一端连接在上导向轮10的轮轴上，上拉索18的另一端与手闸20内铰轮连接，所述下拉索18.1的一端连接在下导向轮14的轮轴上，下拉索18.1的另一端也是与手闸20内铰轮连接；扳动手闸20时，所述上导向轮10即脱离对双面同步带11的绷紧，同时，下导向轮14脱离对单面同步带15的绷紧。由于上和/或下导向轮的轮轴同时受到各自的张紧弹簧与拉索的牵扯作用，正常状态下能有效的绷紧相应的同步带，应急情况下，扳动手闸，导向轮摆动一个位置，相应的同步带即处于松驰状态，此时人工手动即可扳开左右门扇。
参见附图6，本发明纯电动客车双扇内摆门双电机驱动装置，在开关门时，上电机7和下电机8 获得信号开始正向或反向转动，其带动上输出轮9和下输出轮13旋转，上输出轮 9 带动双面同步带 11 运动，双面同步带 11 经上导向轮 8导向后带动两个大带轮 12运动，大带轮 12 通过自身与所述门轴 3相连的花键来带动门轴 3 及转臂 4 旋转，进而带动所述左门扇1 及所述右门扇2 旋转。
双面同步带 11 整体为“ 8”字型交叉结构，开关门运动时两个门轴 3 的旋转角度为固定的 90°，即大带轮 12 在一次开门或关门运动中的运动行程为其外圆周长的四分之一。本实施例中，开关门时双面同步带 11 做往复运动，双面同步带11与大带轮 12 接触的位置是有限且固定的。与此同时，下输出轮 13 驱动单面同步带 15运动时，门轴惰轮组17及滑动轴连接板 16 运动，滑动连接板 16 带动滚轮支架 5 的滑块在滑道 6 内滑动，以使左门扇1 及所述右门扇2摆动。
所述门轴 3 的旋转与所述左门扇1 及所述右门扇2的摆动通过运动协调配合即可实现开、关门运动，在整个开关门的运动过程中，均是同步带驱动左门扇1 及所述右门扇2 运动。同步带的运动方向与从动件（如门轴 3、滑块）的运动方向一致，从而避免了开关门过程中存在的压力角劣化的问题。电动双扇内摆门系统对电机的功率要求较低，占用空间小，节省了制造成本；且当门开关到位后，上电机 7和下电机8断电，与上电机 7和下电机8相连的上输出轮 9 及下输出轮 13也停止运动。
本发明纯电动客车双扇内摆门双电机驱动装置与传统气缸和电推杆相比，电动内摆门系统驱动用电动机功率大为下降，节省了制造成本。此外，应急开门机构通过拉动导向轮与同步带脱离以实现紧急状态下的手动开关门控制，操作简单省力，实用性较强。
本发明纯电动客车双扇内摆门双电机驱动装置，通过两个电机输出两种不同的转速，分别驱动门轴及滑块这两个从动件运动，实现开关门功能；同步带与从动件的运动方向一致，避免了开关门过程中存在的压力角劣化的问题，降低了对电机功率的要求。
本发明技术方案结构简单，总体体积小，节省了制造成本，提高了安全性，同步带以大小相同、方向相反的运动速度驱动两个从动件，稳定性强。
本发明所公开的应急开门机构通过张紧弹簧与拉索的牵扯作用使相应的同步带处于松驰状态，来实现紧急状态下的手动开关门控制，操作简单省力，实用性较强。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.纯电动客车双扇内摆门双电机驱动装置，所述双电机驱动装置设置在双扇内摆门的上部；包括：左门扇（1）、右门扇（2）、车门摆动机构和车门传动机构；所述车门摆动机构包括：左门轴、右门轴、四个转臂（4）、二个滚轮支架（5）、一根滑道（6），所述滑道（6）位于左门扇（1）和/或右门扇（2）的上部，滑道（6）呈倒U字形；所述左门轴位于左门扇（1）的左侧，所述右门轴位于右门扇（2）的右侧，所述转臂（4）分别对称的固连在左门轴和右门轴的上下两端，转臂（4）的前端通过销轴分别铰接在左和/或右门扇的上下两边；所述滚轮支架（5）分别固连在左门扇（1）和右门扇（2）的上沿，滚轮支架（5）上设置有滑块连接板（16），所述滑块连接板（16）上设置有导向滑块，所述导向滑块定位于呈倒U字形的滑道（6）内；当左和/或右门轴旋转时，与之对应的左和/或右门扇分别以各转臂（4）前端的销轴为圆心，以所述滑道（6）为导向装置同步的摆动并旋转；其特征在于：
所述车门传动机构包括：上电机（7）、下电机（8）、双面同步带（11）、单面同步带（15）、二个大带轮（12）、上导向轮（10）和上张紧弹簧（19）、下导向轮（14）和下张紧弹簧（19.1）、二个门轴惰轮组（17）；所述上电机（7）用于驱动左门轴和右门轴同步且相向旋转，上电机（7）输出轴上固连有上输出轮（9），所述下电机（8）用于牵引左门扇（1）和右门扇（2）同步且相向摆动，下电机（8）输出轴上固连有下输出轮（13）；
所述二个大带轮（12）分别固连在左门轴和右门轴的最上端；
所述双面同步带（11）依次分别包覆在：上输出轮（9）、上导向轮（10）和二个大带轮（12）上，双面同步带（11）呈水平“8”字形交叉布置；
所述二个门轴惰轮组（17）也是分别固连在左门轴和右门轴的上端，且轴惰轮组（17）位于大带轮（12）之下；
所述单面同步带（15）依次分别包覆在：下输出轮（13）、下导向轮（14）和二个门轴惰轮组（17）上；所述滑块连接板（16）上设置有卡扣，所述卡扣用于将单面同步带（15）与滑块连接板（16）固连；
所述上张紧弹簧（19）一端与客车车体固连，上张紧弹簧（19）的另一端与上导向轮（10）的轮轴连接，所述下张紧弹簧（19.1）一端也是与客车车体固连，下张紧弹簧（19.1）的另一端与下导向轮（14）的轮轴连接，上张紧弹簧（19）用于软调节双面同步带（11）工作时的张紧力，下张紧弹簧（19.1）用于软调节单面同步带（15）工作时的张紧力。
2.如权利要求1所述纯电动客车双扇内摆门双电机驱动装置，其特征在于：所述双面同步带（11）在“8”字形交叉处的结构是：其中一根同步带被另一根同步带穿过，所述被穿过处同步带呈断开状，且断开处同步带的两端各固连有压紧板（21），两块压紧板（21）之间通过拉紧钢丝（22）连接并绷紧。
3.如权利要求1所述纯电动客车双扇内摆门双电机驱动装置，其特征在于：所述车门摆动机构中，还包括应急开门机构，所述应急开门机构包括：手闸（20）、上拉索（18）和下拉索（18.1）；所述手闸（20）固连在客车车体上，手闸（20）内部设置有铰轮；所述上拉索（18）的一端连接在上导向轮（10）的轮轴上，上拉索（18）的另一端与手闸（20）内铰轮连接，所述下拉索（18.1）的一端连接在下导向轮（14）的轮轴上，下拉索（18.1）的另一端也是与手闸（20）内铰轮连接；扳动手闸（20）时，所述上导向轮（10）即脱离对双面同步带（11）的绷紧，同时，下导向轮（14）脱离对单面同步带（15）的绷紧。
4.如权利要求1所述纯电动客车双扇内摆门双电机驱动装置，其特征在于：所述上张紧弹簧（19）和下张紧弹簧（19.1）均是拉力弹簧，上张紧弹簧（19）和/或下张紧弹簧（19.1）与客车车体连接的一端，均设置有弹簧张力手动调节装置。
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